Дослідники запропонували новий метод аналізу великомасштабних структур Всесвіту.
У величезних масштабах структура Всесвіту являє собою космічну павутину — ниткоподібні структури, що складаються з безлічі галактик і їх скупчень, розділених порожнечами. Фізики з Прінстонського і Колумбійського університетів розробили новий підхід для аналізу таких структур, заснований на методах вивчення невпорядкованих матеріалів і колоїдних розчинів.
Грунтуючись на серії симуляцій, вчені досліджували неоднорідну структуру Всесвіту, розглядаючи розподіл галактик як сукупність точок — подібно окремим часткам матерії, з яких складається матеріал, — а не як безперервний розподіл. Вони вивчили більше 1 000 симуляцій, кожна з яких складається з мільярда «частинок» темної матерії. Її скупчення, сформовані в результаті гравітаційної еволюції, служать основою для розподілу галактик.
Візуалізація результатів Sloan Digital Sky Survey. Анімація: Institute for Advanced Study
Дослідження показало, що в масштабах від 10 до 100 млн світлових років галактики збираються в мережу ниток, які звиваються між порожнечами. Збірка виглядає як піна з мильних бульбашок, тобто неупорядковане середовище. При цьому в великих масштабах Всесвіт стає однорідним і ізотропним. Такі зміни властивостей з масштабом характерні для колоїдних систем: суспензії частинок в дисперсному розчині.
Дослідники відзначають, що схожість між впорядкованістю Всесвіту і матеріальними системами на Землі відкриває можливості для взаємного дослідження. Наприклад, моделюючи поведінку упорядкованих систем, можна досліджувати космічні порожнечі і бульбашки іонізованого водню, які утворилися під час фази реіонізації Всесвіту. Навпаки, нові явища, виявлені у Всесвіті, можуть також дати уявлення про різні матеріальні системи на Землі.